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训练二十一 函数的导数与极值
[对应素能提升训练第43页]
1.设函数f(x)=+ln x,则 ( )
A.x=为f(x)的极大值点
B.x=为f(x)的极小值点
C.x=2为f(x)的极大值点
D.x=2为f(x)的极小值点
解析 函数f(x)的定义域为(0,+∞),f'(x)=-+=.当x=2时,f'(x)=0;当x>2时,f'(x)>0,函数f(x)为增函数;当0<x<2时,f'(x)<0,函数f(x)为减函数,所以x=2为函数f(x)的极小值点.
答案 D
2.函数y=f(x)=(x2-1)3+1在x=-1处 ( )
A.有极大值 B.有极小值
C.无极值 D.无法判断极值情况
解析 f'(x)=6x(x2-1)2=6x(x-1)2(x+1)2.虽然f'(-1)=0,但f'(x)在x=-1的左右(附近)不变号,∴函数f(x)在x=-1处没有极值.
答案 C
3.(多选)函数y=f(x)的导函数的图象如图所示,则下列说法正确的是 ( )
A.(-1,3)为函数的单调递增区间
B.(3,5)为函数的单调递减区间
C.函数在x=5处取得极小值
D.函数在x=0处取得极大值
解析 由题意,函数y=f(x)的导函数的图象可知,
当x<-1时,f'(x)<0,函数f(x)单调递减;
当-1<x<3时,f'(x)>0,函数f(x)单调递增;
当3<x<5时,f'(x)<0,函数f(x)单调递减;
当x>5时,f'(x)>0,函数f(x)单调递增,
所以函数f(x)单调递减区间为(-∞,-1),(3,5),递增区间为(-1,3),(5,+∞),且函数f(x)在x=-1和x=5取得极小值,在x=3取得极大值.
答案 ABC
4.已知函数f(x)=x3-px2-qx的图象与x轴切于点(1,0),则f(x)的 ( )
A.极大值为,极小值为0
B.极大值为0,极小值为
C.极小值为-,极大值为0
D.极大值为-,极小值为0
解析 ∵f'(x)=3x2-2px-q,
∴f'(1)=3-2p-q=0. ①
又∵f(1)=1-p-q=0, ②
由①②解得p=2,q=-1,
即f(x)=x3-2x2+x,f'(x)=3x2-4x+1.
令f'(x)=0,得x=或x=1,
从而当x∈∪(1,+∞)时,f'(x)>0;
当x∈时,f'(x)<0,
故f(x)在,(1,+∞)上单调递增,
在上单调递减.
∴当x=时,f(x)有极大值;
当x=1时,f(x)有极小值0.
答案 A
5.(多选)已知函数f(x)=ln x-ax的图象在x=1处的切线方程为x+y+b=0,则 ( )
A.a=2
B.b=1
C.f(x)的极小值为-ln 2-1
D.f(x)的极大值为-ln 2-1
解析 因为f(x)=ln x-ax,所以f'(x)=-a.又因为函数f(x)的图象在x=1处的切线方程为x+y+b=0,所以f(1)=-a=-b-1,f'(1)=1-a=-1,解得a=2,b=1,所以AB正确;由f'(x)=-2=,令f'(x)>0,得f(x)在单调递增;令f'(x)<0,得f(x)在单调递减,知f(x)在x=处取得极大值,f=ln -1=-ln 2-1.无极小值.故选ABD.
答案 ABD
6.函数f(x)=(x2-1)3+2的极值点是 .
解析 由题意,函数f(x)=(x2-1)3+2,可得f'(x)=6x(x2-1)2.令f'(x)>0,即6x(x2-1)2>0,解得x>0,即f(x)在(0,+∞)单调递增;令f'(x)<0,即6x(x2-1)2<0,解得x<0,即f(x)在(-∞,0)单调递减,所以当x=0时,函数f(x)取得极小值,所以x=0是函数f(x)的极小值点.
答案 x=0
7.已知函数f(x)=-x3+ax2-4在x=2处取得极值,则f(x)在[-1,1]上的极小值为 .
解析 由题意,函数f(x)=-x3+ax2-4,可得f'(x)=-3x2+2ax.因为f(x)在x=2处取得极值,可得f'(2)=0,即-3×4+2a×2=0,解得a=3,所以f(x)=-x3+3x2-4,可得f'(x)=-3x2+6x,x∈[-1,1].令f'(x)=0,得x=0或x=2.当-1<x<0时,f'(x)<0,f(x)单调递减;当0<x<1时,f'(x)>0,f(x)单调递增,所以f(x)在(-1,0)上单调递减,在(0,1)上单调递增,所以当x=0时,f(x)取得极小值,极小值为f(0)=-4.
答案 -4
8.求下列函数的极值:
(1)f(x)=x3-3x2-9x+5;
(2)f(x)=.
解 (1)函数f(x)=x3-3x2-9x+5的定义域为R,
且f'(x)=3x2-6x-9.
令f'(x)=0,得x1=-1,x2=3.
当x